Object structure

Title:

Zróżnicowanie przestrzenne wybranych składników biogennych w śródpolnych oczkach w Polsce Północnej = Spatial differentiation characterising selected biogenic components in mid-field kettle ponds of northern Poland

Subtitle:

Przegląd Geograficzny T. 93 z. 1 (2021)

Creator:

Major, Maciej : Autor ORCID ; Pietruszyński, Łukasz : Autor ORCID ; Cieśliński, Roman : Autor ORCID

Affiliation:

Major, Maciej : Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Instytut Geoekologii i Geoinformacji ; Pietruszyński, Łukasz : Uniwersytet Gdański, Katedra Hydrologii ; Cieśliński, Roman : Uniwersytet Gdański, Katedra Hydrologii

Publisher:

IGiPZ PAN

Place of publishing:

Warszawa

Date issued/created:

2021

Description:

24 cm

Subject and Keywords:

northern Poland ; biogenic substances ; kettle ponds ; chemical composition

Abstract:

Closed basins are important and fixed elements of a post-glacial landscape, in which they may occupy rather a large percentage of the total area. Sometimes these fill to become bodies of water known as kettle ponds. Each such basin has its own closed catchment at the surface and, owing to the limited circulation of matter in these types of depressions, biogenic components often accumulate to excess. In that context, the work detailed here had as its main objective the identification of sources of biogenic substances like nitrates, ammonium-nitrogen and phosphates, with a view to determining the range of variability characterising their presence in small mid-field ponds present in the catchments of two of northern Poland’s rivers, i.e. the Parsęta and the Borucinka. Most of the kettle ponds under study could not be said to have particularly high contents of nitrate, given an average for the bodies of water studied within the Parsęta basin equal to 2.98 mg·dm-3. There was nevertheless considerable variability in concentrations of the ion – ranging from 0 to as much as 51.30 mg·dm-3. It was the “Sadkowo” pond that might be singled out here for its extremely high concentration (the aforesaid maximum value of 51.30 mg·dm-3; along with a mean value of 13.41 mg·dm-3). In this case a local factor is likely to have been operating – i.e. areal runoff pollution from fields involving nitrogenous compounds. Ponds in the Borucinka catchment had only low concentrations of nitrate, with a mean value for all kettle ponds studied there of just 0.24 mg·dm-3 (with values in the overall range 0 to 2.17 mg·dm-3). Concentrations of the analysed component were thus lower in the Borucinka catchment than in the Parsęta basin, with a key influencing factor likely to have been the sizes of the bodies of water studied. The Parsęta-basin examples were in fact smaller kettle ponds whose catchment features and morphometric parameters are such as to ensure higher concentrations of biogenic (especially nitrogenous) compounds in any standing waters. Mean concentrations of ammonium ions obtained for the Parsęta basin were of 0‑2.41 mg·dm-3, the value averaged for the six ponds being 0.95 mg·dm-3. However, four other Parsęta-basin ponds excluded from the study in fact reported very high values for NH4 + – of up to 25.55 mg·dm-3. The Borucinka catchment again contrasted with the Parsęta basin, with noted concentrations of ammonium-nitrogen both low and of limited variability (in the 0‑1.88 mg·dm-3 range). The average figures for all the depressions studied there was 0.09 mg·dm-3. The situation as regards the two forms of nitrogen was thus similar, with concentrations lower in the catchment of the Borucinka and higher in the basin of the Parsęta. Sizes of bodies of water would seem to be a factor influencing spatial differentiation of NH4 + concentrations. Where phosphate was concerned, kettle ponds within the Parsęta basin had a mean concentration of 0.57 mg·dm-3, with reported values from one pond to another ranging from 0 to 4.46 mg·dm-3. The Borucinka p ds again had lower concentrations of this biogenic substance across a narrower range of values (0 to 3.69 mg·dm-3, mean 0.19 mg·dm-3).

References:

Bachmann, R.W., Bigham, D.L., Hoyer, M.V., & Canfield, D.E. (2012). Factors determining the distributions of total phosphorus, total nitrogen, and chlorophyll a in Florida lakes. Lake and Reservoir Management, 28(1), 10‑26. https://doi.org/10.1080/07438141.2011.646458 DOI
Banaszuk, P., Krasowska, M., & Kamocki, A. (2009). Źródła azotu i fosforu oraz drogi ich migracji podczas wezbrania roztopowego w małej zlewni rolniczej. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 9(4), 5‑26.
Bogdanowicz, R. (2005). Temporal changes in nutrient transport of the Vistula River. Peribalticum, 9, 90‑100.
Cieśliński, R., Major, M., & Pietruszyński, Ł. (2020). Chemical composition of kettle holes as an indicator of salinity of small water bodies in northern Poland (the Parsęta catchment, the Borucinka drainage basin). Geochemical Journal, 54(2), 43‑56. https://doi.org/10.2343/geochemj.2.0581 DOI
Dojlido, J R. (1995). Chemia wód powierzchniowych. Białystok: Wyd. Ekonomia i Środowisko.
Durkowski, T., & Wesołowski, P. (2008). Kształtowanie się odpływu wody i zanieczyszczeń z małych zlewni rolniczych. Zesz. Probl. Postęp. Nauk Rol., 528, 41‑47.
Ferrant, S., Oehler, F., Durand, P., Ruiz, D., Salmon-Monviola, J., Justes, E., Dugast, P., Probst, A., Probst, J.L., & Sanchez-Perez, J.M. (2011). Understanding nitrogen transfer dynamics in a small agricultural catchment: Comparison of a distributed (TNT2) and a semi distributed (SWAT) modeling approaches. Journal of Hydrology, 406(1‑2), 1‑15. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2011.05.026 DOI
Fiedler, M. (2011). Gospodarka wodna mikrozlewni rolniczych z występującymi oczkami wodnymi na Pojezierzu Gnieźnieńskim. Rozprawy naukowe, 425. Poznań: Uniwersytet Przyrodniczy.
Fiedler, M., Szafrański, Cz., & Bykowski., J. (2001). Wpływ retencjonowania wody w śródpolnych oczkach wodnych i rowach na jej jakość. Zesz. Nauk. Wyd. Bud. i Inż. Środ. Politechniki Koszalińskiej, 20, 725‑734.
Golus, W., & Bajkiewicz-Grabowska, E. (2017). Water circulation in the moraine ponds of northern Poland. Hydrobiologia, 793, 55‑65. https://doi: 10.1007/s10750‑016‑2830‑7 DOI
Górecki, K. (2007). Zmiany stężenia i ładunku składników biogennych w wodzie rzeki Warty między przekrojami Oborniki i Skwierzyna. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus, 6(3), 29‑42.
Havens, K.E., Hauxwell, J., Tyler, A.C., Thomas, S., McGlathery, K.J., Cebrian, J., Valiela, I., Steinman, A.D., & Hwang, S.J. (2001). Complex interactions between autotrophs in shallow marine and freshwater ecosystems: implications for community responses to nutrient stress. Environmental Pollution, 113(1), 95‑107. https://doi.org/10.1016/S0269‑7491 (00)00154‑8 DOI
Helliwell, R.C., Ferrier, R.C., & Kernan, M.R. (2001). Interaction of nitrogen deposition and land use on soil and water quality in Scotland: issues of spatial variability and scale. The Science of the Total Environment, 265(1‑3), 51‑63. https://doi.org/10.1016/S0048‑9697 (00)00649‑5 DOI
Henriksen, A., & Brakke, D.F. (1988). Increasing contributions of nitrogen to the acidity of surface waters in Norway. Water, Air, and Soil Pollution, 42, 183‑201. https://doi.org/10.1007/BF00282401 DOI
Karczewski, A. (1988). Układ przestrzenny morenowych poziomów wysoczyznowych północnego skłonu Pomorza jako rezultat zróżnicowanej deglacjacji. Badania Fizjograficzne nad Polską Zachodnią. Seria A. Geografia Fizyczna, 38, 19‑28.
Koc, J., Koc-Jurczyk, J., & Solarski, K. (2009). Wielkość i dynamika odpływu azotu z wodami z obszarów rolniczych. Zeszyty Naukowe PTG O/Rzeszów, 11, 121‑128.
Koc, J., Kobus, S., & Glińska-Lewczuk, K. (2010). The significance of oxbow lakes for the ecosystem of afforested river valleys. Journal of Water and Land Development, 13a(1), 115‑131. https://doi: 10.2478/v10025‑010‑0023‑8 DOI
Kostrzewski, A., & Zwoliński, Z. (1990). Denudacja chemiczna i mechaniczna w zlewni górnej Parsęty w roku hydrologicznym 1986. Dokumentacja Geograficzna, 1, 13‑30.
Kyllmar, K., Carlsson, C., Gustafson, A., Ulén, B., & Johnsson, H. (2006). Nutrient discharge from small agricultural catchments in Sweden. Characterisation and trends. Agriculture Ecosystems and Environment, 115(1), 15‑26. https://doi.org/10.1016/j.agee.2005.12.004 DOI
Lepistö, A., Kenttämies, K., & Rekolainen, S. (2001). Modeling combined effects of forestry, agriculture and deposition on nitrogen export in a northern river basin in Finland. AMBIO: A Journal of the Human Environment, 30(6), 338‑348. https://doi.org/10.1579/0044‑7447‑30.6.338 DOI
Lepistö, A., Granlund, K., Kortelainen, P., & Räike, A. (2006). Nitrogen in river basins: sources, retention in the surface waters and peatlands, and fluxes to estuaries in Finland. The Science of the Total Environment, 365(1‑3), 238‑259. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2006.02.053 DOI
Lischeid, G., & Kalettka, T. (2012). Grasping the heterogeneity of kettle hole water quality in Northeast Germany. Hydrobiologia, 689(1), 63‑77. https://doi.org/10.1007/s10750‑011‑0764‑7 DOI
Loÿe-Pilot, M.D., Martin, J.M., & Morelli, J. (1990). Atmospheric input of inorganic nitrogen to the Western Mediterranean. Biogeochemistry, 9(2), 117‑134. https://doi.org/10.1007/BF00692168 DOI
Major, M. (2007). Stan geoekosystemów Polski w roku 2006. Raport Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego. Państwowy Monitoring Środowiska. Pobrane z: http://zmsp.gios.gov.pl/wp-content/uploads/2013/11/raport_2006.pdf (01.02.2020).
Major, M. (2008). Stan geoekosystemów Polski w roku 2007. Raport Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego. Państwowy Monitoring Środowiska. Pobrane z: http://www.gios.gov.pl/zmsp/stan2007/ZMSP2007.pdf (01.02.2020).
Major, M. (2009). Charakter i funkcjonowanie zagłębień bezodpływowych w krajobrazie strefy młodoglacjalnej (Pomorze Zachodnie, górna Parsęta). Poznań: Wydawnictwo PTPN.
Major, M. (2010). Możliwości zastosowania teorii funkcjonowania geoekosystemu do badań obszarów bezodpływowych. Przegląd Geograficzny, 82(1), 103‑113.
Major, M. (2012). Funkcjonowanie zagłębień bezodpływowych w zróżnicowanych warunkach morfolitologicznych (dorzecze Parsęty, Pomorze Zachodnie). Studia i Prace z Geografii i Geologii, 27, Poznań: Bogucki Wydawnictwo Naukowe.
Major, M., (2012). Charakterystyka zasilania roztopowego w dorzeczu Warty na obszarze Niziny Wielkopolskiej jako głównej składowej fal wezbraniowych. Przegląd Geograficzny, 84(1), 105‑121. DOI
Mazurek, M. (2010). Hydrogeomorfologia obszarów źródliskowych (dorzecze Parsęty, Polska NW). Seria Geografia, 92, Poznań: Wydawnictwo Naukowe UAM.Michalska, G. (2003). Uwarunkowania chemizmu wód powierzchniowych w zlewni źródliskowej (zlewnia Chwalimskiego Potoku, górna Parsęta). W: A. Kostrzewski, J. Szpikowski (red.), Funkcjonowanie geoekosystemów zlewni rzecznych 3. Obieg wody, uwarunkowania i skutki w środowisku przyrodniczym (s. 189‑205). Poznań: Bogucki Wydawnictwo Naukowe DOI
Michalska, G. (2003). Uwarunkowania chemizmu wód powierzchniowych w zlewni źródliskowej (zlewnia Chwalimskiego Potoku, górna Parsęta). W: A. Kostrzewski, J. Szpikowski (red.), Funkcjonowanie geoekosystemów zlewni rzecznych 3. Obieg wody, uwarunkowania i skutki w środowisku przyrodniczym (s. 189‑205). Poznań: Bogucki Wydawnictwo Naukowe
Micun, K. (2014). Rola zagłębień bezodpływowych jako lokalnych zbiorników sedymentacyjnych w krajobrazie młodoglacjalnym Suwalskiego Parku Krajobrazowego. Inżynieria Ekologiczna, 40, 196‑207. https://doi.10.12912/2081139X.82 DOI
Pietruszyński, Ł., & Cieśliński, R. (2018). The effects of different land use and hydrological types on water chemistry of young glacial ponds. Journal of Hydrology, 564, 605‑618. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2018.07.049 DOI
Pietruszyński, Ł., Cieśliński, R., Woźniak, E., & Jokiel, J. (2015). Transport substancji biogenicznych w zlewni młodoglacjalnej na tle sezonowych zmian struktury hydrograficznej (na przykładzie zlewni Borucinki). Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 15(3), 75‑88.
Piotrowska, I. (1998). Struktura użytkowania ziemi w dorzeczu Parsęty. W: A. Kostrzewski (red.), Funkcjonowanie geoekosystemów zlewni rzecznych. Środowisko przyrodnicze dorzecza Parsęty, stan badań, zagospodarowanie, ochrona, 1 (s. 124‑130). Koszalin, Poznań: Politechnika Koszalińska, IBCZ UAM.
Podział hydrograficzny Polski. (1983). IMGW Warszawa: Wydawnictwa Komunikacji i Łączności.
Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 lipca 2008 r. w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych, 2008. (Dz. U. nr 143, poz. 896).
Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 sierpnia 2008 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych, 2008. (Dz. U. nr 162, poz. 1008).
Ruiz, M., & Velasco, J. (2010). Nutrient Bioaccumulation in Phragmites australis: Management Tool for Reduction of Pollution in the Mar Menor. Water Air and Soil Pollution, 205(1‑4), 173‑185. https://doi.org/10.1007/s11270‑009‑0064‑2 DOI
Said-Pullicino, D., Kaiser, K., Guggenberger, G., & Gigliotti, G. (2007). Changes in the chemical composition of water-extractable organic matter during composting: Distribution between stable and labile organic matter pools. Chemosphere, 66(11), 2166‑2176. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2006.09.010 DOI
Siwek, H., Włodarczyk, M., Brzostowska-Żelechowska, D., & Wachowiak, M. (2009). Wpływ wybranych parametrów fizyczno-chemicznych osadu na zawartość nieorganicznych form fosforu w osadach dennych małych zbiorników polimiktycznych. Acta Agrophysica, 13(2), 497‑503.
Sojka, M., Siepak, M., Zioła, A., Frankowski, M., Murat-Błażejewska, S., & Siepak, J. (2008). Application of multivariate statistical techniques to evaluation of water quality in the Mała Wełna River (Western Poland). Environmental Monitoring and Assessment, 147(1‑3), 159‑170. https://doi.org/10.1007/s10661‑007‑0107‑3 DOI
Stachy, J. (1986). Atlas hydrologiczny Polski. Metoda opracowania i zestawienia liczbowe. Warszawa: Wydawnictwa Geologiczne.
Stangenberg, M. (1958). Ogólny pogląd na skład chemiczny wód rzecznych Polski. Polskie Archiwum Hydrobiologii, 17, 289‑359.
Szpikowska, G. (2011). Uwarunkowania i zmienność chemizmu wód opadowych, podziemnych i powierzchniowych w zlewni Chwalimskiego Potoku (górna Parsęta). W: A. Kostrzewski, M. Samołyk (red.), ZMŚP. Funkcjonowanie geoekosystemów w warunkach zmian użytkowania terenu i narastającej antropopresji (s. 173‑186). Biała Góra: Biblioteka Monitoringu Środowiska.
Szpikowska, G. (2016). Reakcja strefy nadrzecznej na kontrolowaną dostawę azotu - eksperyment terenowy w zlewni Chwalimskiego Potoku (Pomorze Zachodnie). W: A. Kostrzewski, J. Szpikowski, M. Domańska (red.), ZMŚP. Funkcjonowanie, tendencje rozwoju, zagrożenia i ochrona środowiska przyrodniczego Polski (s. 192‑196), Storkowo: Biblioteka Monitoringu Środowiska.
Szpikowska, G. (2019). Składniki biogenne w wodach podziemnych i powierzchniowych zlewni Chwalimskiego Potoku (górna Parsęta). W: J. Michniewicz (red.), Varia. Prace z zakresu geografii, vol. 3 (s. 125‑135). Studia i Prace z Geografii, 80, Poznań: Bogucki Wydawnictwo Naukowe.
Valiela, I., Collins, G., Kremer, J., Lajtha, K., Geist, M., Seely, B., Brawley, J., & Sham, C.H. (1997). Nitrogen loading from coastal watersheds to receiving estuaries: new method and application. Ecological Applications, 7(2), 358‑380. https://doi.org/10.1890/1051‑0761 (1997)007 [0358:NLFCWT] 2.0.CO; 2 DOI
Vicente, I., Amores, V., & Cruz-Pizarro, L. (2006). Instability of shallow lakes: A matter of the complexity of factors involved in sediment and water interaction? Limnetica, 25(1‑2), 253‑270.
Vicente, I., Cruz-Pizarro, L., & Rueda, F. (2010). Sediment resuspension in two adjacent shallow coastal lakes: controlling factors and consequences on phosphate dynamics. Aquatic Sciences, 72(1), 21‑31. https://doi.org/10.1007/s00027‑009‑0107‑1 DOI
Yang, Z., Wang, L., Liang, T., & Huang, M. (2015). Nitrogen distribution and ammonia release from the overlying water and sediments of Poyang Lake, China. Environmental Earth Sciences, 74(1), 771‑778. https://doi.org/10.1007/s12665‑015‑4081‑8 DOI

Relation:

Przegląd Geograficzny

Volume:

93

Issue:

1

Resource type:

Text

Detailed Resource Type:

Article

Format:

application/octet-stream

Resource Identifier:

0033-2143 (print) ; 2300-8466 (on-line)

Source:

CBGiOS. IGiPZ PAN, sygn.: Cz.181, Cz.3136, Cz.4187 ; click here to follow the link

Language:

pol

Language of abstract:

eng

Rights:

Creative Commons Attribution BY 4.0 license

Terms of use:

Copyright-protected material. [CC BY 4.0] May be used within the scope specified in Creative Commons Attribution BY 4.0 license, full text available at: ; -

Digitizing institution:

Institute of Geography and Spatial Organization of the Polish Academy of Sciences

Original in:

Central Library of Geography and Environmental Protection. Institute of Geography and Spatial Organization PAS

Projects co-financed by:

Operational Program Digital Poland, 2014-2020, Measure 2.3: Digital accessibility and usefulness of public sector information; funds from the European Regional Development Fund and national co-financing from the state budget.

Access:

Open

×

Citation

Citation style: